JP3069707B2 - Wireless coordinate reader for detecting height information - Google Patents

Wireless coordinate reader for detecting height information

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JP3069707B2
JP3069707B2 JP15332890A JP15332890A JP3069707B2 JP 3069707 B2 JP3069707 B2 JP 3069707B2 JP 15332890 A JP15332890 A JP 15332890A JP 15332890 A JP15332890 A JP 15332890A JP 3069707 B2 JP3069707 B2 JP 3069707B2
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芳行 森田
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セイコーインスツルメンツ株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、コンピュータ等の外部装置へ座標入力を行
う座標読取装置に関し、特に座標読取装置本体と座標指
示器との間を信号線で接続する必要のないワイヤレス座
標読取装置に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coordinate reading device for inputting coordinates to an external device such as a computer, and more particularly, connects a coordinate reading device body and a coordinate indicator with a signal line. The present invention relates to a wireless coordinate reading device that does not need to be performed.

[発明の概要] 本発明はセンスライン板に敷設された励磁ラインに、
コイルとコンデンサによる共振回路を有する座標指示器
がセンスライン板上に置かれた場合、励磁ライン、コイ
ル、センスライン3者間の電磁結合によってセンスライ
ンに誘した誘導信号から座標値を求めるワイヤレス座標
読取装置において、座標指示器の置かれた位の高さ情報
も検出することのできる座標読取装置を実現することを
目的としている。
[Summary of the Invention] The present invention relates to an excitation line laid on a sense line plate,
When a coordinate indicator having a resonance circuit composed of a coil and a capacitor is placed on the sense line plate, wireless coordinates for obtaining coordinate values from an induction signal induced on the sense line by electromagnetic coupling between the excitation line, the coil, and the sense line It is an object of the present invention to realize a coordinate reading device capable of detecting height information of a position where a coordinate indicator is placed in a reading device.

このために本発明では、センスライン板の下に金属板
を設け、センスラインに誘導した誘導信号の周波数情報
に基づき高さ情報を算出する高さ情報検出手段とを設け
て座標読取装置を構成した。
For this purpose, in the present invention, a metal reading plate is provided below the sense line plate, and height information detecting means for calculating height information based on frequency information of a guide signal guided to the sense line is provided to constitute a coordinate reading device. did.

座標指示器に内臓されるコイルがセンスライン板下に
配置された金属板から離れるにつれ、コイルのインダク
タンスが変化し、誘導信号周波数情報が変化することを
利用し、高さ情報に変換するようにしているのである。
As the coil incorporated in the coordinate indicator moves away from the metal plate placed under the sense line plate, the inductance of the coil changes and the induced signal frequency information changes, so that it is converted to height information. -ing

[従来の技術] 座標読取装置において高さ情報を得る技術としては、
誘導信号の振幅を利用する技術が知られている。第8図
は、その説明図である。励磁ライン102とセンスライン1
03を直交して配置してセンスライン板101を構成し、励
磁ライン102に交流信号を与え、センスライン103上に誘
導される誘導信号を観測ことを利用し、高さ情報に変換
するようにしているのである。
[Prior Art] Techniques for obtaining height information in a coordinate reading device include:
A technique using the amplitude of an induction signal is known. FIG. 8 is an explanatory diagram thereof. Excitation line 102 and sense line 1
03 is arranged orthogonally to form a sense line plate 101, an alternating current signal is applied to the excitation line 102, and the induction signal induced on the sense line 103 is observed and converted to height information. -ing

[従来の技術] 座標読取装置において高さ情報を得る技術としては、
誘導信号の振幅を利用する技術が知られている。第8図
は、その説明図である。励磁ライン102とセンスライン1
03を直交して配置してセンスライン板101を構成し、励
磁ライン102に交流信号を与え、センスライン103上に誘
導される誘導信号を観測する。座標指示器104はコイル1
05とコンデンサによる共振回路を内臓している。
[Prior Art] Techniques for obtaining height information in a coordinate reading device include:
A technique using the amplitude of an induction signal is known. FIG. 8 is an explanatory diagram thereof. Excitation line 102 and sense line 1
03 are arranged orthogonally to form a sense line plate 101, an AC signal is applied to the excitation line 102, and an induced signal induced on the sense line 103 is observed. Coordinate indicator 104 is coil 1
Built-in resonance circuit with 05 and capacitor.

図のように座標指示器104をセンスライン板101上に置
くと、励磁ライン102、コイル105、センスライン103の
3者の電磁結合によってセンスライン103上には誘導信
号が発生する。座標指示器104がセンスライン板101直上
にあれば誘導信号の振幅は大きくなり、センスライン板
101から離れれば振幅は小さくなっていく。誘導信号を
増幅検波し振幅を測定すれば、座標指示器の高さ情報を
求めることができるのである。
When the coordinate indicator 104 is placed on the sense line plate 101 as shown in the figure, an induction signal is generated on the sense line 103 by the electromagnetic coupling of the excitation line 102, the coil 105, and the sense line 103. If the coordinate indicator 104 is directly above the sense line plate 101, the amplitude of the induction signal increases, and the sense line plate
The amplitude decreases as the distance from 101 decreases. If the induction signal is amplified and detected and the amplitude is measured, the height information of the coordinate indicator can be obtained.

[発明が解決しようとする課題] 以上の説明は原理を述べたものであって、実際には励
磁ライン102とセンスライン103とを複数設けてセンスラ
イン板101とし、座標指示器104はセンスライン板101平
面上任意の位置に置かれる。第8図に示したように固定
点に置かれることはない。
[Problems to be Solved by the Invention] The above description describes the principle. Actually, a plurality of excitation lines 102 and a plurality of sense lines 103 are provided as a sense line plate 101, and a coordinate indicator 104 is provided as a sense line. The plate 101 is placed at an arbitrary position on the plane. It is not placed at a fixed point as shown in FIG.

このため、高さ情報として誘導信号の振幅を用いる技
術では、座標指示器が置かれた平面上の位置によっても
振幅が変化してしまい、精度よく高さ情報を検出するこ
とができないという問題があった。
For this reason, in the technique using the amplitude of the guidance signal as the height information, the amplitude changes depending on the position on the plane where the coordinate indicator is placed, and the height information cannot be detected accurately. there were.

たとえば、第8図に示した直線x上を座標指示器104
が移動していく場合、第9図に示すように、誘導信号の
振幅はセンスライン103の中央で最大になり周辺に移動
するに従って減少してしまう。
For example, on the straight line x shown in FIG.
As shown in FIG. 9, the amplitude of the induction signal becomes maximum at the center of the sense line 103 and decreases as it moves to the periphery as shown in FIG.

本発明は、従来の技術における上記の問題点を解決す
るためになされたものである。主たる目的は、座標読取
装置本体と座標指示器との間を信号線で接続する必要の
ないワイヤレス座標読取装置であって、座標指示器の置
かれた位置の高さ情報も検出することのできるワイヤレ
ス座標読取装置を実現することであり、より具体的な目
的は、位置による影響を受けることなく、精度よい高さ
情報を検出することのできるワイヤレス座標読取装置を
実現することである。
The present invention has been made to solve the above problems in the conventional technology. The main object is a wireless coordinate reading device that does not require a signal line to connect between the coordinate reading device main body and the coordinate pointing device, and can also detect height information of a position where the coordinate pointing device is placed. It is an object of the present invention to realize a wireless coordinate reading apparatus, and more specifically, to realize a wireless coordinate reading apparatus capable of detecting height information with high accuracy without being affected by a position.

[課題を解決するための手段] 上記課題を解決するために、本発明によるワイヤレス
座標読取装置の第1の構成の特徴は、励磁信号に基づき
交流磁界を発生する励磁ラインと誘導信号を誘導するセ
ンスラインとを配置したセンスライン板と、該センスラ
イン板と電磁結合する座標指示器とによって構成され、
前記誘導信号に基づき前記座標指示器が置かれた位置の
座標値を求めるワイヤレス座標読取装置において、前記
センスライン板下に金属板を設け、前記誘導信号の周波
数情報に基づき、前記誘導指示器が前記センスライン板
上に置かれた位置の高さ情報を求める高さ情報検出手段
を設けた点にある。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, a feature of the first configuration of the wireless coordinate reading device according to the present invention is to induce an excitation line for generating an AC magnetic field based on an excitation signal and an induction signal. A sense line plate on which a sense line is arranged, and a coordinate indicator electromagnetically coupled to the sense line plate,
In a wireless coordinate reading device for obtaining a coordinate value of a position where the coordinate indicator is placed based on the guidance signal, a metal plate is provided below the sense line plate, and based on frequency information of the guidance signal, the guidance indicator is It is characterized in that height information detecting means for obtaining height information of a position placed on the sense line plate is provided.

第1の構成におけるワイヤレス座標読取装置におい
て、前記高さ情報検出手段には、前記励磁信号と前記誘
導信号とを入力して該誘導信号の位相を検出し位相信号
として出力する位相検出回路と、該位相信号を入力して
前記座標指示器が前記センスライン板上に置かれた位置
の高さ情報に変換する制御装置とを設けて第2の構成に
よるワイヤレス座標読取装置を構成することができる。
また、第1または第2の構成におけるワイヤレス座標読
取装置において、前記座標指示器は、コイルとコンデン
サによる共振回路を有することを特徴としてワイヤレス
座標読取装置を構成することができる。さらにまた、前
記すべての構成におけるワイヤレス座標読取装置におい
て、複数の励磁ライン群と複数のセンスライン群を重ね
て配置してセンスライン板を構成し、前記励磁ライン群
に順次交流信号を与えると同時に、前記センスライン群
を順次選択し、該センスラインに誘導した誘導信号から
前記座標指示器が置かれた位置の座標値を求めるように
してワイヤレス座標読取装置を構成することができる。
In the wireless coordinate reading device according to the first configuration, the height information detection unit receives the excitation signal and the induction signal, detects a phase of the induction signal, and outputs a phase signal as a phase signal; A wireless coordinate reading device according to the second configuration can be configured by providing a control device that inputs the phase signal and converts the coordinate signal into height information of a position where the coordinate indicator is placed on the sense line plate. .
Further, in the wireless coordinate reading device according to the first or second configuration, the coordinate indicator has a resonance circuit including a coil and a capacitor, and thus the wireless coordinate reading device can be configured. Still further, in the wireless coordinate reading device having the above-described configuration, a plurality of excitation line groups and a plurality of sense line groups are arranged in a superposed manner to constitute a sense line plate, and an AC signal is sequentially applied to the excitation line groups. , The sense line group is sequentially selected, and a coordinate value of a position where the coordinate indicator is placed is obtained from a guidance signal guided to the sense line, whereby a wireless coordinate reading apparatus can be configured.

[作 用] 前記第1の構成に基づく座標読取装置によれば、励磁
ラインから交流磁界を発生させ励磁ラインとセンスライ
ンの近傍に座標指示器が置かれていると、センスライン
には誘導信号が発生する。
[Operation] According to the coordinate reading device based on the first configuration, when an alternating magnetic field is generated from the excitation line and the coordinate indicator is placed near the excitation line and the sense line, the induction signal is transmitted to the sense line. Occurs.

一方座標指示器に内臓されたコイルのインダクタンス
は、コイルとセンスライン板下に配置された金属板との
間の距離によって変化する。このインダクタンスの変化
はコイルの構成する共振回路の共振周波数を変化させ、
前記誘導信号の周波数情報を変化させる要因となる。高
さ情報検出手段は、センスラインに誘導した誘導信号の
周波数情報を検出して高さ情報に変換しているのであ
る。
On the other hand, the inductance of the coil incorporated in the coordinate indicator changes depending on the distance between the coil and the metal plate disposed below the sense line plate. This change in inductance changes the resonance frequency of the resonance circuit formed by the coil,
This is a factor that changes the frequency information of the induction signal. The height information detecting means detects the frequency information of the induction signal guided to the sense line and converts the frequency information into height information.

[実施例] (第1の実施例による座標読取装置の構成) 以下本発明の第1の実施例を第1図ないし第6図に基
づき説明する。
Embodiment (Configuration of Coordinate Reading Apparatus According to First Embodiment) Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 to FIG.

まず、構成について説明する。第1図、第2図および
第3図に本発明による座標読取装置の構成図を示す。
First, the configuration will be described. 1, 2, and 3 show the configuration of a coordinate reading apparatus according to the present invention.

第1図において、1はセンスライン板であり、励磁ラ
イン群2とセンスライン群3が敷設されている。励磁ラ
イン群2とセンスライン群3は折り返しループをなし、
お互いが等間隔になるよう並べられている。第1の実施
例では、励磁ライン群2とセンスライン群3とは直交し
て配置されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a sense line plate on which an excitation line group 2 and a sense line group 3 are laid. The excitation line group 2 and the sense line group 3 form a folded loop,
They are arranged at equal intervals. In the first embodiment, the excitation line group 2 and the sense line group 3 are arranged orthogonally.

第1図では図示していないが、第2図のセンスライン
板の断面図に示すように、センスライン板1の下にはス
ペーサ14をはさんで金属板13が配置されている。
Although not shown in FIG. 1, a metal plate 13 is disposed below the sense line plate 1 with a spacer 14 interposed therebetween, as shown in the sectional view of the sense line plate in FIG.

4は励磁走査回路であり、励磁ライン群2の各励磁ラ
インが接続される。励磁走査回路4はアナログスイッチ
等の複数の電子的スイッチ素子で構成されており、後述
する励磁回路6から供給される励磁信号dsを、選択した
1本の励磁ラインに与えるようになっている。5はセン
ス走査回路であり、センスライン群3の各センスライン
が接続される。励磁走査回路4と同様に電子的スイッチ
素子で構成され、センスラインの1本を選択して、後述
する増幅検波回路7および位相検出回路8に接続するよ
うになっている。6は励磁回路である。後述する制御回
路9から励磁クロックdcを入力し、これを波形整形、増
幅して励磁信号dsとして出力する。
Reference numeral 4 denotes an excitation scanning circuit to which each excitation line of the excitation line group 2 is connected. The excitation scanning circuit 4 is composed of a plurality of electronic switch elements such as analog switches, and supplies an excitation signal ds supplied from an excitation circuit 6 described later to one selected excitation line. Reference numeral 5 denotes a sense scanning circuit to which each sense line of the sense line group 3 is connected. Like the excitation scanning circuit 4, it is configured by an electronic switch element, and one of the sense lines is selected and connected to an amplification detection circuit 7 and a phase detection circuit 8 described later. 6 is an excitation circuit. An excitation clock dc is input from a control circuit 9 described later, and the waveform is shaped, amplified, and output as an excitation signal ds.

7はセンスライン群3に誘導した誘導信号isを増幅検
波し、誘導信号の振幅信号asを出力する増幅検波回路で
ある。この回路は座標値算出のために使われる。8は誘
導信号isの位相信号psを検出する位相検出回路である。
詳細な構成図を第3図に示す。
Reference numeral 7 denotes an amplification detection circuit that amplifies and detects the induction signal is induced to the sense line group 3 and outputs an amplitude signal as of the induction signal. This circuit is used for calculating coordinate values. Reference numeral 8 denotes a phase detection circuit that detects the phase signal ps of the induction signal is.
FIG. 3 shows a detailed configuration diagram.

81は増進回路、82はコンパレータである。増幅回路81
には、センス走査回路5から誘導信号isが入力される。
コンパレータ82の出力は排他的論理和回路83の一方の入
力に接続される。排他的論理和回路83の他方に入力は、
励磁クロックdcが入力され、出力は抵抗とコンデンサに
よって構成される積分回路84に接続されている。この回
路では励磁クロックdcを基準位相信号とし、誘導信号is
の位相を積分回路84に充電される電圧信号として検出す
るようになっている。
81 is an enhancement circuit, and 82 is a comparator. Amplifier circuit 81
Is supplied with an induction signal is from the sense scanning circuit 5.
The output of the comparator 82 is connected to one input of the exclusive OR circuit 83. The input to the other end of the exclusive OR circuit 83 is
The excitation clock dc is input, and the output is connected to an integration circuit 84 composed of a resistor and a capacitor. In this circuit, the excitation clock dc is used as the reference phase signal, and the induction signal is
Is detected as a voltage signal charged to the integration circuit 84.

この実施例に示した位相検出回路8の構成は、励磁ク
ロックdcに対して誘導信号isの位相の差を検出する回路
であり、進み、遅れは検出できない。しかし、設計事項
として、位相検波するための基準信号の取り方、回路に
よる位相の反転、遅れ等のために誘導信号が基準信号と
比較して進み、遅れの挙動を示すことも考えられる。こ
のような場合は、位相の進み遅れを検出する回路を設け
ればよい。この回路は容易に実現できる。
The configuration of the phase detection circuit 8 shown in this embodiment is a circuit for detecting the difference between the phases of the induction signal is with respect to the excitation clock dc, and cannot detect the advance or delay. However, as a design matter, it is also conceivable that the induced signal advances compared to the reference signal and exhibits a delay behavior due to the way of taking the reference signal for phase detection, phase inversion by a circuit, delay, and the like. In such a case, a circuit for detecting the advance or delay of the phase may be provided. This circuit can be easily realized.

位相検出回路の構成は本発明にとって本質的なもので
はなく、要は2つの信号の位相差を検出する回路であれ
ばいいのであって、この回路に限定されるものではな
い。ふたたび第1図にもどり説明を続ける。制御回路9
は各部を制御するとともに、各信号を入力して演算し、
座標値および高さ情報を求める。前記励磁走査回路4に
は選択する励磁ラインを指示するドライブアドレスdadr
sを、センス走査回路5には選択するセンスラインを指
示するセンスアドレスsadrsを与える。また、座標値を
算出するために振幅信号asを、高さ情報を算出するため
に位相信号psを入力する。この制御回路9はマイクロプ
ロセッサによって実現され、各演算処理はプログラムに
よって行われる。
The configuration of the phase detection circuit is not essential for the present invention, and the point is that any circuit may be used as long as it detects the phase difference between two signals, and is not limited to this circuit. Returning to FIG. 1, the description will be continued. Control circuit 9
Controls each part, inputs each signal and calculates,
Find coordinate value and height information. The excitation scanning circuit 4 has a drive address dadr indicating the excitation line to be selected.
s, and the sense scanning circuit 5 is provided with a sense address sadrs indicating a sense line to be selected. Also, an amplitude signal as is input to calculate a coordinate value, and a phase signal ps is input to calculate height information. The control circuit 9 is realized by a microprocessor, and each arithmetic processing is performed by a program.

座標指示器10はコイル11とコンデンサ12による共振回
路によって構成されている。この共振回路の共振周波数
は、前記励磁クロックdcの周波数周辺にしておく。必ず
しも一致させる必要はない。
The coordinate indicator 10 is configured by a resonance circuit including a coil 11 and a capacitor 12. The resonance frequency of this resonance circuit is set around the frequency of the excitation clock dc. It is not always necessary to match.

(座標読取装置の走査と座標算出の動作について) 次に動作について説明する。まず励磁ライン群2とセ
ンスライン群3を選択する動作と座標算出動作について
説明する。
(Regarding the Scanning and Coordinate Calculation Operations of the Coordinate Reading Device) Next, the operations will be described. First, the operation of selecting the excitation line group 2 and the sense line group 3 and the coordinate calculation operation will be described.

制御回路9は、ドライブアドレスdadrsを出力して励
磁ラインの1本を選択する。これによって励磁回路6の
出力が選択された励磁ラインに接続され、励磁ラインは
交流磁界を発生する。制御回路9は1本の励磁ラインを
選択している間に、センスアドレスsadrsを出力してセ
ンスライン群3を順次選択していく。選択されたセンス
ラインは増幅検波回路7および位相検出回路8に接続さ
れることになる。制御回路9はこの操作をくりかえす。
この操作を「走査」と呼ぶ。
The control circuit 9 outputs the drive address dadrs and selects one of the excitation lines. As a result, the output of the excitation circuit 6 is connected to the selected excitation line, and the excitation line generates an AC magnetic field. The control circuit 9 outputs the sense address sadrs and selects the sense line group 3 sequentially while selecting one excitation line. The selected sense line is connected to the amplification detection circuit 7 and the phase detection circuit 8. The control circuit 9 repeats this operation.
This operation is called “scan”.

座標指示器10がセンスライン板1上にない場合は、励
磁ライン群2とセンスライン群3とが直交している関係
から、選択された励磁ラインには何の信号も誘導されな
い。しかし、座標指示器10がセンスライン板1上に置か
れると、センスライン群3の各センスラインには、セン
スライン板1と座標指示器10との位置関係に応じた誘導
信号isが誘導される。これは励磁ライン、コイル11、セ
ンスラインの3者間の電磁結合による効果のためであ
る。
When the coordinate indicator 10 is not on the sense line plate 1, no signal is guided to the selected excitation line because the excitation line group 2 and the sense line group 3 are orthogonal to each other. However, when the coordinate indicator 10 is placed on the sense line board 1, an induction signal is generated in each sense line of the sense line group 3 according to the positional relationship between the sense line board 1 and the coordinate indicator 10. You. This is due to the effect of electromagnetic coupling between the excitation line, the coil 11, and the sense line.

第4図は、誘導信号isを走査のタイミング図として示
したものである。第1図を例にして、励磁ライン群2を
図の上部から下部へ、センスライン群3を図の左から右
へ走査した場合を示している。コイル11の位置pは励磁
ラインd2とセンスラインs2の交差する領域にある。
FIG. 4 shows the guide signal is as a timing chart of scanning. FIG. 1 shows an example in which the excitation line group 2 is scanned from the top to the bottom of the figure, and the sense line group 3 is scanned from the left to the right in the figure. The position p of the coil 11 is in an area where the excitation line d2 and the sense line s2 intersect.

いま、励磁ラインd0とセンスラインs0が選択されてい
るような場合、すなわち、両者の交差する領域がコイル
11の位置pから遠く離れている場合は誘導信号isは観測
されない。励磁ラインとセンスラインの交差する領域が
コイルの位置pに近づくにつれ誘導信号isはおおきくな
り、励磁ラインd2とセンスラインs2が選択されたときに
最大となる。誘導信号isは第4図のタイミング図に示し
たような分布になる。
Now, in the case where the excitation line d0 and the sense line s0 are selected, that is, the region where both intersect is the coil
When the position is far from the position p of No. 11, the induced signal is not observed. As the area where the excitation line and the sense line intersect approaches the position p of the coil, the induction signal is increases, and becomes maximum when the excitation line d2 and the sense line s2 are selected. The induction signal is has a distribution as shown in the timing chart of FIG.

誘導信号isは、増幅検波回路7によって振幅信号asに
変換され、その大きさが制御回路9によって読み取られ
る。座標算出の方法は本発明の主旨ではないので詳細は
省略するが、制御回路9は第4図のタイミング図で示す
ところの信号isp、isxl、isxh,isyl、isyhの振幅信号か
ら座標指示器10の置かれた位置の座標値を算出する。
The induction signal is converted into an amplitude signal as by the amplification detection circuit 7, and the magnitude is read by the control circuit 9. Since the method of calculating the coordinates is not the gist of the present invention, the details are omitted, but the control circuit 9 uses the amplitude signals of the signals isp, isxl, isxh, isyl, isyh as shown in the timing chart of FIG. Calculate the coordinate value of the position where is placed.

(高さ情報を算出する動作について) 次に高さ情報を算出する動作について説明する。コイ
ルに金属が近づくとインダクタンスが変化することが知
られている。本座標読取装置では、センスライン板1の
下に金属板13が置かれている。このため、座標指示器10
がセンスライン板1の上で上下すると、コイル11のイン
ダクタンスが変化する。このインダクタンスの変化をと
らえて高さ情報に変換することが本発明の主旨である。
(Regarding Operation for Calculating Height Information) Next, an operation for calculating height information will be described. It is known that the inductance changes when a metal approaches the coil. In the present coordinate reading device, a metal plate 13 is placed below the sense line plate 1. For this reason, the coordinate indicator 10
Rises and falls on the sense line plate 1, the inductance of the coil 11 changes. It is the gist of the present invention to capture this change in inductance and convert it into height information.

制御回路9は前述したようにセンスライン板1の走査
を行う。その間誘導信号isは位相検出回路8に入力され
て位相信号psに変換される。位相検出回路8の動作を第
5図のタイミング図によって説明する。図において、dc
は励磁クロック、dsは励磁信号、isは誘導信号である。
座標指示器10がセンスライン板1の直上に置かれている
場合、すなわち高さ0の状態で、誘導信号isは励磁信号
dsに対して一定の位相差をもって誘導している。
The control circuit 9 scans the sense line plate 1 as described above. During that time, the induction signal is is input to the phase detection circuit 8 and converted into the phase signal ps. The operation of the phase detection circuit 8 will be described with reference to the timing chart of FIG. In the figure, dc
Is an excitation clock, ds is an excitation signal, and is is an induction signal.
When the coordinate indicator 10 is placed immediately above the sense line plate 1, that is, when the height is 0, the induction signal is
It is induced with a constant phase difference with respect to ds.

誘導信号isが処理される過程を説明する。まず誘導信
号isは位相検波回路8内の増幅回路81によって増幅さ
れ、さらにコンパレータ82によって方形波に変換され、
誘導信号整形波ipとなる。誘導信号整形波ipと励磁クロ
ックdcは排他的論理和回路83によって位相検波され、検
波信号ppとなる。さらに検波信号ppは積分回路84によっ
て直流信号に変換され位相信号psとなるのである。
A process in which the guidance signal is is processed will be described. First, the induction signal is amplified by an amplifier circuit 81 in the phase detection circuit 8, and further converted into a square wave by a comparator 82.
It becomes an induced signal shaped wave ip. The induction signal shaped wave ip and the excitation clock dc are phase-detected by the exclusive OR circuit 83 to become a detection signal pp. Further, the detection signal pp is converted into a DC signal by the integration circuit 84 and becomes a phase signal ps.

コイルは金属板に近づくにしたがってインダクタンス
が小さくなる。したがって、逆に座標指示器10がセンス
ライン板1から離れるにつれ、コイル11のインダクタン
スは大きくなり、この結果共振回路の共振周波数は低く
なっていく。この効果は誘導信号isの位相を遅らせる方
向に影響を与える。第5図において、誘導信号ishは、
標指示器10がセンスライン板1から離れた場合のもので
あり、座標指示器10がセンスライン板1直上に置かれて
いたときの誘導信号isよりも遅れていることを示してい
る。この信号は同様に位相検出回路8によって位相信号
pshに変換される。回路の動作から明らかなように位相
信号pshの大きさは位相信号psよりも大きくなり、位相
の変化を検出できることがわかる。制御回路9は、走査
処理の過程で、位相信号psをA/D変換し、その大きさを
取り込む。そして、第4図に示したところの、座標を算
出するために使われる信号ispが発生したときの位相信
号psを高さ情報を算出するための位相情報として採用す
る。
The inductance of the coil decreases as it approaches the metal plate. Therefore, on the contrary, as the coordinate indicator 10 moves away from the sense line plate 1, the inductance of the coil 11 increases, and as a result, the resonance frequency of the resonance circuit decreases. This effect affects the direction in which the phase of the induction signal is delayed. In FIG. 5, the induction signal ish is
This is a case where the marker pointer 10 is separated from the sense line plate 1, and shows that the coordinate pointer 10 is behind the guidance signal is when the coordinate pointer 10 is placed right above the sense line plate 1. This signal is also converted into a phase signal by the phase detection circuit 8.
Converted to psh. As is clear from the operation of the circuit, the magnitude of the phase signal psh is larger than the phase signal ps, and it can be seen that a change in phase can be detected. The control circuit 9 performs A / D conversion of the phase signal ps in the course of the scanning process, and takes in the magnitude. Then, the phase signal ps at the time when the signal isp used for calculating the coordinates shown in FIG. 4 is generated is adopted as the phase information for calculating the height information.

位相信号psを採用するタイミングは、上記信号ispが
発生した場合に限られるわけではなく、誘導信号が発生
していれば位相検出は可能なので、特定のタイミングで
サンプリングすればよい。しかし、S/Nを考慮すると、
最も大きい誘導信号であるispの位相を検出することが
好ましい。高さに対する位相信号psの傾向を図示する
と、第6図のようになる。図のようにカーブは直線では
なく、位相信号psはそのままでは高さ情報にはならな
い。制御回路9は、位相信号psを入力することによっ
て、これを高さ情報に変換する。詳細は省略するが、第
6図に示す高さ−位相の傾向を変換表の形で記憶してお
き、位相信号psを入力して変換表をひき、高さを求める
ことは簡単に実現することができる。
The timing of using the phase signal ps is not limited to the case where the signal isp is generated, and the phase can be detected if the induced signal is generated. Therefore, sampling may be performed at a specific timing. However, considering S / N,
It is preferable to detect the phase of isp, which is the largest induction signal. FIG. 6 shows the tendency of the phase signal ps with respect to the height. As shown in the figure, the curve is not a straight line, and the phase signal ps does not become height information as it is. By inputting the phase signal ps, the control circuit 9 converts this into height information. Although details are omitted, the tendency of height-phase shown in FIG. 6 is stored in the form of a conversion table, and it is easy to input the phase signal ps and look up the conversion table to determine the height. be able to.

(第2の実施例による座標読取装置の構成) 本発明の主旨は、コイルのインダクタンスがセンスラ
イン板の下に置かれた金属板からの距離によって変化
し、これが励磁ライン、コイル、センスライン3者間の
電磁結合によって生じる誘導信号の位相を変化させるこ
とを検出して高さ情報を得ることである。したがって励
磁ラインおよびセンスラインの配置については第1の実
施例に限られるものではない。第7図は、第2の実施例
の構成図である。図に示すようにこの実施例の場合は、
励磁ライン群22はセンスライン群3と直交せず同一方向
に配置されている。さらに両者は一部がオーバーラップ
するようになっている。その他の構想は第1の実施例と
同様である。
(Configuration of Coordinate Reading Apparatus According to Second Embodiment) The gist of the present invention is that the inductance of the coil changes according to the distance from the metal plate placed below the sense line plate, and this changes with the excitation line, the coil, and the sense line 3. It is to obtain height information by detecting a change in the phase of an induction signal generated by electromagnetic coupling between persons. Therefore, the arrangement of the excitation line and the sense line is not limited to the first embodiment. FIG. 7 is a configuration diagram of the second embodiment. As shown in the figure, in the case of this embodiment,
The excitation line group 22 is arranged in the same direction as the sense line group 3 without being orthogonal. In addition, the two are partially overlapped. Other concepts are the same as in the first embodiment.

このように構成したセンスライン板21で、励磁回路4
によって1本の励磁ラインを選択して励磁信号を与え、
同時にこの励磁ラインにオーバーラップする1本のセン
スラインを選択すると、このセンスラインには励磁ライ
ンとの電磁結合による誘導信号が発生する。第1の実施
例と異なることは、座標指示器10がセンスライン板21上
になくても誘導信号が発生することである。しかし、座
標指示器10がセンスライン板21上に置かれると、結合は
より強くなり、大きな誘導信号が発生する。したがっ
て、誘導信号の振幅を観測することによって座標値を求
めることはでき、高さ情報を算出するための位相信号も
検出することができる。誘導信号はコイルを介して結合
する信号と、直接励磁ラインと結合する信号の和になる
ので、位相信号は、第1の実施例に比較すると基準とな
る、すなわち高さ0での値は異なる。しかし、励磁ライ
ンと直接結合する信号の位相は一定であるのに対し、コ
イルを介して結合する信号の位相は、あいかわらずセン
スライン板の下に配置された金属板からの距離の影響を
受けるので、第1の実施例と同様に位相信号から高さ情
報を算出することができる。なお、上記実施例では、励
磁ラインから常に交流磁界を発生させる構成のために、
座標指示器の共振回路の共振周波数の変化は、誘導信号
の位相ずれとなって現れる。従って、上記のように誘導
信号の位相を検出することによって座標指示器の高さ情
報を算出することができるのであった。
With the sense line plate 21 configured in this manner, the excitation circuit 4
To select one excitation line and give an excitation signal,
At the same time, when one sense line overlapping this excitation line is selected, an induction signal is generated in this sense line by electromagnetic coupling with the excitation line. The difference from the first embodiment is that a guidance signal is generated even when the coordinate indicator 10 is not on the sense line board 21. However, when the coordinate indicator 10 is placed on the sense line board 21, the coupling becomes stronger and a large guiding signal is generated. Therefore, the coordinate value can be obtained by observing the amplitude of the induction signal, and the phase signal for calculating the height information can also be detected. Since the induction signal is the sum of the signal coupled via the coil and the signal coupled directly to the excitation line, the phase signal is a reference compared to the first embodiment, that is, the value at the height 0 is different. . However, while the phase of the signal directly coupled to the excitation line is constant, the phase of the signal coupled via the coil is still affected by the distance from the metal plate disposed below the sense line plate. The height information can be calculated from the phase signal in the same manner as in the first embodiment. In the above embodiment, since the AC magnetic field is always generated from the excitation line,
A change in the resonance frequency of the resonance circuit of the coordinate indicator appears as a phase shift of the induction signal. Therefore, the height information of the coordinate indicator can be calculated by detecting the phase of the guidance signal as described above.

別の方式、すなわち交流磁界の発生と誘導信号の受信
とを交互に行う方式の座標読取装置においては、誘導信
号の受信時には交流磁界による影響を受けないために、
共振周波数の変化は、誘導信号の周波数ずれとなって現
れる。従って、この方式の場合には、誘導信号の位相を
検出するかわりに、誘導信号の周波数を検出することに
よってスイッチの状態を判定することができることは明
らかである。
In a coordinate reading device of another system, that is, a system that alternately generates an AC magnetic field and receives an induction signal, the reception of the induction signal is not affected by the AC magnetic field.
The change in the resonance frequency appears as a frequency shift of the induction signal. Therefore, in the case of this method, it is apparent that the state of the switch can be determined by detecting the frequency of the induction signal instead of detecting the phase of the induction signal.

いずれの場合でも、座標指示器の高さ情報を周波数情
報によって検出することに変わりはなく、適用しようと
する座標読取装置の構成によって周波数情報を検出する
ための具体的な構成を選択すればよいのである。
In any case, the height information of the coordinate indicator is detected by the frequency information, and a specific configuration for detecting the frequency information may be selected according to the configuration of the coordinate reading device to be applied. It is.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明では交流磁界を発生する
励磁ラインと誘導信号を誘導するセンスラインとを配置
したセンスライン板の下に金属板を設け、このセンスラ
イン板と電磁結合する座標指示器を設けてワイヤレス座
標読取装置を構成したことによって、励磁ライン、座標
指示器、センスラインの3者間の電磁結合による誘導信
号の周波数情報から座標指示器の置かれた位置の高さを
求めている。したがって、誘導信号の振幅情報を利用し
ないので、位置の影響を受けないで精度よく高さ情報を
求めることのできる、ワイヤレス座標読取装置を実現す
ることができた。
[Effects of the Invention] As described above, in the present invention, a metal plate is provided below a sense line plate on which an excitation line for generating an AC magnetic field and a sense line for inducing an induction signal are arranged. By providing a coordinate indicator to be coupled and configuring the wireless coordinate reader, the position of the coordinate indicator is determined from the frequency information of the induction signal by electromagnetic coupling between the excitation line, the coordinate indicator, and the sense line. Seeking height. Therefore, since the amplitude information of the guidance signal is not used, a wireless coordinate reading device that can accurately obtain height information without being affected by the position can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明によるワイヤレス座標読取装置の第1の
実施例の構成図、第2図はセンスライン板の断面図、第
3図は位相検出回路の構成図、第4図は誘導信号の発生
タイミング図、第5図は位相検出動作のタイミング図、
第6図は高さに対する位相信号の変化を示すグラフ、第
7図は第2の実施例の構成図、第8図は従来の高さ検出
技術の説明図、第9図は誘導信号の振幅の分布図であ
る。 1……センスライン板 2……励磁ライン群 3……センスライン群 4……励磁走査回路 5……センス走査回路 6……励磁回路 7……増幅検波回路 8……位相検出回路 9……制御回路 10……座標指示器 11……コイル 12……コンデンサ
FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of a wireless coordinate reading apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a sense line plate, FIG. 3 is a block diagram of a phase detection circuit, and FIG. FIG. 5 is a timing chart of the phase detection operation,
FIG. 6 is a graph showing a change in the phase signal with respect to the height, FIG. 7 is a configuration diagram of the second embodiment, FIG. 8 is an explanatory diagram of a conventional height detection technique, and FIG. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sense line board 2 ... Excitation line group 3 ... Sense line group 4 ... Excitation scanning circuit 5 ... Sense scanning circuit 6 ... Excitation circuit 7 ... Amplification detection circuit 8 ... Phase detection circuit 9 ... Control circuit 10 Coordinate indicator 11 Coil 12 Capacitor

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】励磁信号に基づき交流磁界を発生する励磁
ラインと誘導信号を誘導するセンスラインとを配置した
センスライン板と、該センスライン板と電磁結合する座
標指示器とによって構成され、前記誘導信号に基づき前
記座標指示器が置かれた位置の座標値を求めるワイヤレ
ス座標読取装置において、前記センスライン板下に金属
板を設け、前記誘導信号の周波数情報に基づき、前記座
標指示器が前記センスライン板上に置かれた位置の高さ
情報を求める高さ情報検出手段を設けたことを特徴とす
る高さ情報を検出するワイヤレス座標読取装置。
A sense line plate on which an excitation line for generating an AC magnetic field based on the excitation signal and a sense line for inducing an induction signal are arranged; and a coordinate indicator electromagnetically coupled to the sense line plate. In a wireless coordinate reading device that obtains a coordinate value of a position where the coordinate indicator is placed based on a guidance signal, a metal plate is provided below the sense line plate, and based on frequency information of the guidance signal, the coordinate indicator is A wireless coordinate reader for detecting height information, comprising height information detecting means for obtaining height information of a position placed on a sense line plate.
【請求項2】前記高さ情報検出手段は前記励磁信号と前
記誘導信号とを入力して該誘導信号の位相を検出し位相
信号として出力する位相検出回路と、前記位相信号を入
力して前記座標指示器が前記センスライン板上に置かれ
た位置の高さ情報に変換する制御装置とを有することを
特徴とする請求項1記載の高さ情報を検出するワイヤレ
ス座標読取装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the height information detecting means receives the excitation signal and the induction signal, detects a phase of the induction signal, and outputs the phase signal as a phase signal. 2. The wireless coordinate reading device for detecting height information according to claim 1, further comprising a control device for converting a coordinate indicator into height information of a position placed on the sense line plate.
【請求項3】前記座標指示器は、コイルとコンデンサに
よる共振回路を有することを特徴とする請求項1または
請求項2記載の高さ情報を検出するワイヤレス座標読取
装置。
3. The wireless coordinate reader according to claim 1, wherein the coordinate indicator has a resonance circuit including a coil and a capacitor.
【請求項4】複数の励磁ライン群と複数のセンスライン
群を重ねて配置したセンスライン板と、該センスライン
板上に置かれ、コイルとコンデンサによる共振回路を有
する座標指示器とによって構成され、前記励磁ライン群
に順次交流信号を与えると同時に、前記センスライン群
を順次選択し、該センスラインに誘導した誘導信号から
前記座標指示器が置かれた位置の座標値を求めるワイヤ
レス座標読取装置において、前記センスライン板下に配
置される金属板と、前記励磁ライン群に与えた交流信号
と、前記センスラインに誘導した誘導信号とを入力し
て、該誘導信号の位相を検出し位相信号として出力する
位相検出回路と、前記位相信号を入力して、該位相信号
を前記座標指示器が前記センスライン板上に置かれた位
置の高さ情報に変換する制御装置とを設けたことを特徴
とする高さ情報を検出するワイヤレス座標読取装置。
4. A sense line plate having a plurality of excitation line groups and a plurality of sense line groups arranged in an overlapping manner, and a coordinate indicator placed on the sense line plate and having a resonance circuit including a coil and a capacitor. A wireless coordinate reading device for sequentially applying an AC signal to the excitation line group, sequentially selecting the sense line group, and obtaining a coordinate value of a position where the coordinate indicator is placed from a guidance signal guided to the sense line; , A metal plate disposed below the sense line plate, an AC signal applied to the excitation line group, and an induction signal induced in the sense line are input, and the phase of the induction signal is detected to detect a phase signal. And a phase detection circuit that outputs the phase signal and converts the phase signal into height information of a position where the coordinate indicator is placed on the sense line plate. That the control device and the wireless coordinate reading device which detects the height information, characterized in that a.
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